真的有過冷水這種東西嗎?

前幾天剛轉台剛好轉到華視在播的名偵探柯南
想說蠻久沒follow了,剛好這集開始沒多久,就把他認真看完

剛好這集是一個密室殺人事件
提到一個科學小知識是「過冷水」

經由安室的解說之後,開啟了我的好奇心(圖片先借用Google找來的,可以的話我想換繁體中文的)

所以水在0度以下時,是可以保持著液態的?
水不是0度就凍結了嗎?這樣是不是違反了物理的原理啊?
一條毛巾的效用可以這麼強大?

另外就是,可能我太久沒follow了
這集的小五郎是清醒的XDDDDD
毛利小五郎這樣保持清醒的機率到底有多少啊?
真的蠻不習慣他沒被射婚的
但他認真推理的樣子,真的有一股大叔式的帥感
維基百科


冰的形成其實是一個結晶的過程,如果原本水中已存在結晶核(冰晶),低於其標準熔點的液體的水分子就會在核周圍形成結晶結構,依附在冰晶上,結成冰的過程就可以進行。但是有些水太潔淨,沒有塵埃和雜質,容器又非常乾淨而平滑,缺少這樣的晶核,冰晶就因無處可依附而不能形成,於是溫度軸上的液體部分可以一直延伸,即使溫度低於冰點(標準壓力下{\displaystyle {\begin{smallmatrix}0^{\circ }C\end{smallmatrix}}}\begin{smallmatrix}0^\circ C\end{smallmatrix}),水仍然會維持在液體的狀態,直到均勻核化結晶生成。

例子
如要進行超冷凍的現象要符合以下三個條件:

一瓶很純潔,無沉澱物,無雜質的水。(最好是蒸餾水)
平滑而內裏沒劃痕的容器。
放在可以冷凍至攝氏零下幾度的冰箱一段時間。(如數小時)
把一瓶純水或蒸餾水放進冰箱數小時,令水的溫度低至0°以下,但未至於結冰,即過冷水,把水瓶拿出冰箱,然後向瓶一拍,就可看到水會開始結冰,由一點迅速擴散至整瓶水,最終整瓶水會成為冰。但現象可能受很多因素影響而未能成功,因素包括水的溫度,水瓶質料,大小等。

拍向這瓶超冷凍的過冷水,會使水中的水分子受壓,水分子之間的距離變得更大,觸發水分子變成固體。當有一點的地方結冰,其他的水分子就會依附結成的冰,過程迅速進行,瞬間整瓶超冷凍水都變成冰的現象就會出現。
Grasi4231 wrote:
前幾天剛轉台剛好轉到...(恕刪)

結晶時,實際結晶溫度低於理論結晶溫度的現象。在一定壓力下,當液體的溫度已低於該壓力下液體的凝固點,而液體仍不凝固的現象叫液體的過冷現象(supercooled phenomena of liquid)。此時的液體稱為過冷液體(supercooled liquid),這是一種熱力學上的不穩定狀態,在通過外界摩擦等作用下會迅速凝固,並使溫度回升,表現在過冷曲線上便是一個V字形。 液體越純,過冷現象越明顯。高純水-40攝氏度才開始結冰。這是因為液體太過純淨,沒有凝固所需的"結晶核"所致。當具備凝固所需物質,例如投入少許固體,或搖晃液體,都能讓液體迅速凝固。


液體低於凝固點而不凝固的稱為過冷液體;相反的,也有過熱液體,液體高於沸點而不沸騰,經常有人微波爐加熱湯湯水水的東西,一拿出來就突然沸騰燙傷人,這種超過沸點不沸騰的液體叫過熱液體,突然沸騰的現象叫做“突沸”現象


Grasi4231 wrote:
所以水在0度以下時,是可以保持著液態的?
水不是0度就凍結了嗎?這樣是不是違反了物理的原理啊?


還有個方法可以改變沸點、凝固點
就是改變環境的壓力

例如高山上煮開水,80幾度就沸騰了,食物都煮不熟,因為氣壓下降,所以沸點也下降,要使用壓力鍋來煮食物(增加壓力,提高沸點)

把水施加壓力(凝固點下降),放進去冰箱冰,要更低溫才會結冰
自然界也有相關的例子
冰山底下的河流就是
巨大的冰山壓在上面,施加了壓力
底下的冰,凝固點下降,就融化成水了

所以凝固點跟沸點是隨著壓力在改變的
並不是一個固定值
如果壓力固定下而凝固點、沸點固定,但不凝固或不沸騰,就是上面講的過冷或過熱現象
可口可樂有一種專賣這種裝狀態可樂的自動販賣機
拿出來時是液體,搖一搖就變碎冰
以前我租屋的冰箱(單門)
冷凍層溫控壞掉 放進去的汽水就是會變成過冷水
搖一搖就會產生冰晶
dfmtf wrote:
可口可樂有一種專賣這...(恕刪)
coolllyes wrote:

結晶時,實際結晶溫...(恕刪)

長知識了
不只有過冷水這個有趣的物理現象,樓主可以查查“過熱水蒸氣”看看。
水不只可以拿來滅火,條件對了,還可以拿來燒東西~~~~~
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